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17.- QUÉ ES EL REFLUJO Y LA RELACIÓN DE REFLUJO DE UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN? A medida que se procede a la calefacción del matraz, la temperatura aumenta evaporando parte del disolvente. Los vapores del mismo ascienden por el cuello del matraz hasta el refrigerante, donde se condensa (por acción del agua fría que circula por la camisa exterior) volviendo de nuevo al matraz. Esto establece un reflujo continuo de disolvente que mantiene el volumen de la reacción constante. Cuando todos los vapores desprendidos en la parte superior de la columna son

condensados y devueltos a la misma como reflujo

.

18.- EXPLIQUE POR QUÉ ES POSIBLE O NO QUE LA FORMACIÓN DE ESPUMA SEA UN PROBLEMA EN LA OPERACIÓN CORRECTA DE UNA COLUMNA DE PLATOS PARA DESTILACIÓN? La formación de espuma en una columna de destilación es la expansión de líquido que suministra un alto contacto interfacial líquido-vapor. Aunque es una de las causas menos comunes de mal funcionamiento de una columna de destilación, la formación de espuma puede aumentar hasta que el fluido en un plato se mezcla con el líquido en el plato de arriba en un proceso llamado arrastre. Este proceso disminuye el equilibrio líquido-vapor, lo que frena el proceso de destilación. El exceso de espuma puede deberse a muchas causas.

19.- ENUMERA LOS TIPOS DE PLATOS O BANDEJAS MÁS COMUNES PARA TORRES DE DESTILACIÓN. DESCRIBE BREVEMENTE AL MENOS LOS SIGUIENTES TRES: TIPO SIEVE O PERFORADOS, DE CAPUCHA O CAMPANAS DE BORBOTEO Y DE TIPO VÁLVULAS? 

Burbuja Cap bandejas : Estas bandejas una vez comúnmente utilizados disponen de pequeñas chimeneas, o bandas , que se montan sobre cada uno de los agujeros en la bandeja . Una tapa se coloca sobre cada columna , con un espacio entre para permitir el paso de vapores . Los vapores entran a través de las bandas , y las tapas de los filtran hacia abajo. Los vapores escapan a través de las ranuras de las tapas y pasan a través del líquido en las bandejas , haciendo burbujear .



Sieve Bandejas : platos de cedazo, junto con otro tipo llamado platos de válvula , han sustituido platos de campana de burbujas en muchas columnas de destilación. Esto se debe , en parte , son más fáciles de mantener que las bandejas de casquete de burbujeo y también son más eficientes . Platos perforados están construidos de manera muy sencilla ; que consisten en placas de metal con agujeros de diferentes números , tamaños y diseños. El vapor se dirige directamente hacia arriba a través del líquido en estas bandejas



Válvula Bandejas : Estas bandejas son similares a platos de campana burbuja en que ellos, también , están equipados con tapas sobre los orificios en las placas . En lugar de tener un espacio entre los orificios y los tapones , sin embargo, platos de válvula tienen tapas que son levantados por la fuerza del vapor que viene a través de los agujeros. Las tapas permiten vapores venir a través y después dirigir horizontalmente a través del líquido en las bandejas. Platos de válvula se mezclan los componentes más a fondo que hacen platos de cedazo

20.- EN QUÉ CONSISTE LA INUNDACIÓN DE UNA TORRE? La máxima capacidad de un plato para el manejo de los fluidos de gas y de líquido tiene gran importancia, porque determina el mínimo diámetro posible en la columna. Para un caudal de líquido constante, el aumento de la velocidad del gas produce arrastre excesivo e inundación. En el punto de inundación es difícil obtener un descenso neto del líquido y cualquier cantidad añadida a la columna será arrastrada por el gas de cabeza. El caudal excesivo de líquido puede sobrepasar la capacidad de los bajantes u otros conductos, con el resultado de un aumento de del contenido del líquido, mayor caída de presión y demás características propias de la condición de inundación.

21.- EN QUÉ CONSISTE EL “LLORIQUEO” EN LAS COLUMNAS DESTILACIÓN? ¿CÓMO MÁS SE LE DENOMINA A ESTE PROBLEMA?

DE

al iniciar el funcionamiento de la torre de destilacion; se observo “Lloriqueo” en los platos. Este es provocado por una baja velocidad de flujo del gas a través de los orificios del plato, lo que provoco que el liquido en lugar de bajar por el vertedero y derramadero del plato, lo hiciera por los orificios del mismo.

22.- EN QUÉ CONSISTE EL ARRASTRE? A cualquier temperatura, siempre hay un pequeño porcentaje de moléculas en un líquido que tienen la suficiente energía cinética como para, si están cerca de la superficie, pasar a estado gaseoso. Una medida de la cantidad de vapor que está en equilibrio con la forma líquida es la presión que ese vapor ejerce sobre el sistema (presión de vapor). La presión de vapor aumenta con la temperatura, hasta que se llega a una temperatura en la que la presión de vapor se iguala a la presión externa y se produce la ebullición (temperatura de ebullición).

23.-ENUMERE LAS VENTAJAS LAS DESVENTAJAS Y APLICACIONES ESPECÍFICAS DE LAS COLUMNAS DE PLATOS.

PRINCIPALES

1. Las columnas de platos pueden ser diseñadas para manipular un amplio rangodeveloci dades de flujo de gases y líquidos antes que las columnas empacadas. 2. Las columnas de platos pueden diseñarse con mayor seguridad que lascolumnasempa cadas. Siempre hay alguna duda de poder mantener una buena distribución del liquido a través de una columna empacada bajo las condiciones de operación ,particularmente en columnas grandes 3. Es fácil hacer previsiones para enfriamiento en una columna de platos; los enfriadores pueden instalarse en los platos. 4. En columnas de platos es fácil hacer previsiones para salida de corrientes laterales. 5. Si el liquido causa incrustaciones, o contiene sólidos, en columnas de platos es fácil hacer previsiones para la limpieza. Con pequeños diámetros de columna, puedeser m áseconómico usar empaques y reemplazarlos cuando se han formado incrustaciones. 6. Para líquidos corrosivos, usualmente es más económica una columna empacada antes que su equivalente de platos. 7. Las columnas de platos son más adecuadas para manejar sistemas que forman espuma.

24.- DESCRIBA EN QUE CONSISTE EL MÉTODO GRAFICO DE MC CABE THIELE EN PALABRAS El método de McCabe-Thiele, se considera el más simple y quizás el más ilustrativo para el análisis de la destilación fraccionada binaria. Este método usa el hecho de que la composición

de cada plato teórico (o etapa de equilibrio) está totalmente determinada por la fracción molar de uno de los dos componentes del destilado. El método de McCabe-Thiele se basa en el supuesto de desbordamiento de molar constante que exige que: 

Los calores molares de vaporización de los componentes de la alimentación son iguales.



Así para cada mol de líquido vaporizado se condensa un mol de vapor.



Los efectos del calor, tales como calores de disolución y la transferencia de calor hacia y desde la columna de destilación se consideran despreciables.

25.- PARA QUÉ TIPOS DE SISTEMAS APLICA ESTE MÉTODO DE DISEÑO? 

Solo es aplicable a mezcla binarios.



Cuando se necesita mas de 25 etapas teóricas.



Cuando las relaciones de reflujo son menores a 1.1Rmin



No es recomendable cuando hay diferencias de temperatura importante entre plato y plato.



El método se puede considerar riguroso para sistemas de isómeros con puntos de ebullición cercanos.

26.- CUÁLES SON LAS PRINCIPALES ASUNCIONES DEL MÉTODO DE MC CABE THIELE Y QUE IMPLICA CADA UNA DE ELLAS? EXPLÍQUELAS DETALLADAMENTE.     

Caudales molares de vapor y liquido constantes en cada sector Calor de mezcla despreciable. Columna es perfectamente adiabática Igualdad de calores latentes molares de los componentes de la mezcla. Calor latente molar de vaporización de la mezcla independiente de la composición. Variación de las entalpias específicas de ambas fases es despreciable frente al calor latente de vaporización.

27.- POR QUÉ EN EL DISEÑO DE TORRES DE DESTILACIÓN LA RELACIÓN DE REFLUJO EXTERNA JUEGA UN PAPEL TAN IMPORTANTE? ¿ES POSIBLE OPERAR COLUMNAS A REFLUJO TOTAL O REFLUJO CERO? EXPLIQUE CÓMO SE VE AFECTADO EL DIMENSIONAMIENTO DE LA COLUMNA CUANDO ESTA RELACIÓN TOMA VALORES EXTREMOS. Para efectuar una separación determinada en una columna de destilación continua con rectificación se puede elegir arbitrariamente una relación de reflujo, dentro de ciertos límites como son la relación de reflujo mínima y la relación de reflujo total .En la práctica la relación de reflujo varía dentro de este rango: R.total> R > R.mín De esta relación de reflujo dependerán los costos totales, es decirlos costos fijos (costos de equipos) y los costos de operación. Para un nuevo proyecto la relación de reflujo que debiera

utilizarse hade ser la más económica, es decir aquella para la cual los costos totales son los

menores. Esta se conoce como la relación de reflujo óptima, que se determina basándose en un balance económico. 28.- EN EL DISEÑO DE COLUMNAS DE DESTILACIÓN ¿CUÁL ES LA DIFERENCIA DE MANEJAR UN CONDENSADO TOTAL Y UNO PARCIAL? El condensador en la torre de destilación puede ser total, parcial o mixto, ya sea que el destilado se necesite en fase vapor o en fase líquida respectivamente. En un condensador total, todo el vapor a la salida de la torre es condensado, y posteriormente se separa, donde una parte del líquido se regresa a la torre (reflujo) y la otra es el producto deseado. En un condensador parcial o mixto se obtiene una mezcla líquido-vapor en equilibrio, que luego entra a un separador. En el condensador parcial, el destilado es exclusivamente vapor, mientras que todo el líquido que sale del separador regresa como reflujo a la torre, mientras que para el condensador mixto, el destilado es tanto líquido como vapor, y una parte del líquido se regresa a la torre como reflujo. El reflujo siempre debe entrar a la columna en fase líquida. De la columna de destilación, es posible conocer las composiciones en fase vapor de los productos que salen por el tope, así como también su presión y por ende su temperatura. Estos datos son necesarios para llevar a cabo el diseño del condensador. Así mismo, deben conocerse de antemano, los requerimientos del destilado, para trabajar con el tipo de condensador necesario (total, parcial o mixto).

29.- QUÉ REPRESENTAN LAS LÍNEAS DE OPERACIÓN EN EL DISEÑO MEDIANTE MC CABE THIELE?

Cuando y = x: x = xW. Determinamos las etapas teóricas empezando en xW y escalonando el primer plato hasta xN (Ver figura 5). Entonces, yW es la composición del vapor que pasa por el líquido xN. Procedemos de manera similar con el resto de los platos teóricos que se escalonan hacia arriba de la columna en la sección de enriquecimiento hasta llegar al plato de alimentación.

30.- ¿QUÉ ES LA LÍNEA “Q” EN EL DISEÑO DE MC CABE THIELE? ¿QUÉ VALORES PUEDE TOMAR Y DE QUE DEPENDE TALES VALORES? Las condiciones de alimentación se presentan con la cantidad “q”, que se define como el calor necesario para vaporzar 1 mol alimentado a las condiciones de entrada, entre el calor latente molar de vaporización de la alimentación. En términos de entalpía la ecuación de q la podemos escribir,

31.- EXPLIQUE EN QUÉ CONSISTEN LOS REQUERIMIENTOS DE AGUA DE ENFRIAMIENTO Y CALEFACCIÓN EN UNA COLUMNA DE DESTILACIÓN? El agua de enfriamiento se utiliza para la condensación de los distintos productos obtenidos en cada etapa de la destilación. El agua de calefacción se utiliza para el calentamiento de la alimentación de la mezcla.

32.- EXPLIQUE SI EXISTE O NO COLUMNAS DE DESTILACIÓN QUE OPEREN SIN RE HERVIDORES. No ya que los re hervidores son intercambiadores de calor que conectados a la base de una columna de destilación proporcionan el calor necesario para devolver el vapor al fondo de la columna y permitir así que se lleve a cabo la destilación.

33.- ILUSTRE 3 EJEMPLOS DE PROCESOS INDUSTRIALES QUE IMPLIQUEN DESTILACIÓN BINARIA. a) separación de tolueno de hidrocarburos parafínicos

b) Benceno-Tolueno

c) Isopropeno-Pentano

34.- QUÉ ES EFICIENCIA DE UNA ETAPA DE SEPARACIÓN? ¿CUÁNTAS CLASES DE EFICIENCIA SE DEFINEN? La eficiencia indica la desviación de la idealidad, permite comparar funcionamiento de una etapa real y una de equilibrio. Existen tres tipos de eficiencia de platos: Eficiencia global (Eo), se refiere a toda la columna. Eficiencia de murphree, se aplica a un solo plato. Eficiencia local o puntual, se refiere a una localización específica en un plato determinado.